大型压力式膜系统长期运行效果 30万吨/天运行4年结果分析

3膜系统长期运行情况

3.1运行中TMP的变化

一般膜系统有两种运行方式，即恒流过滤或恒压过滤。恒流过滤状态下，通过考察压力变化，可以掌握膜的运行情况；恒压过滤状态下，通过考察流量的变化，可以掌握膜的运行状态。随着城市改造进程中屋顶水箱的取消，杭州市各水厂的时变化系数明显增大，受水厂清水池调节容积（约为10%）的限制，实际水厂运行中，既不是恒流过滤，也不是恒压过滤。

运行发现，膜的运行压力和流量随时都在变化，因此，为了使数据更有可比性，选取同样运行通量下，膜的TMP进行分析比较。图3为膜系统投运3年来，每次CIP清洗前后同通量时的运行情况。

从图3中可以看出，总体来看，TMP在冬季与夏季期间呈现有规律的升高和降低的趋势，冬季高夏季低。CIP清洗前TMP变化范围在49~88kPa，平均TMP为62kPa，清洗后TMP变化范围在44~61kPa，平均TMP为51kPa，平均每次下降值为11kPa。

3.2运行中渗透率的变化

运行中，除了要关注实际TMP的增长情况，还要关注每一次清洗后，膜性能的恢复情况。为了消除温度和运行通量不同等因素的影响，选取相同运行通量下的渗透率来进行比较（见图4）。

从图4中可以看出，3年中，CIP清洗前的渗透率变化范围在1.189~1.579L/（m2˙h˙kPa），平均为1.358L/（m2˙h˙kPa）。CIP清洗后的渗透率变化范围在1.495~1.987L/（m2˙h˙kPa），平均为1.687L/（m2˙h˙kPa）。渗透率随着季节有规律地波动，一般在冬季较高，夏季较低。

为了更好地衡量清洗对膜的恢复效果，将膜第一次清洗后，通量为80L/（m2˙h）时的初始渗透率值1.88L/（m2˙h˙kPa）作为比较标准，以后每次清洗后的渗透率值都与该值进行比较，用来衡量膜的恢复性能。结果见图5。

从图5中可以发现，在长期运行过程中，膜的渗透恢复率呈现有规律的变化，且一直维持在较高水平，说明膜污染得到有效的控制。膜的渗透恢复率在79.5%~105.7%波动，平均为89.4%。最初有3次的恢复率超过了100%，可能是因为第一次CIP清洗后，膜的性能没有彻底恢复，而在后面几次得到了彻底的恢复。

同时，从图5中也可以发现，渗透恢复率随着温度的升高，有所降低。这可能与渗透率计算过程中，修正系数的值有关。也可能与季节温度不同时，膜受的污染不同有关，在温度低的季节，膜受的污染比较容易恢复，而在温度高的季节，膜受的污染不容易恢复。

4膜系统运行成本分析

在膜运行过程中，药剂主要用于化学清洗。碱洗用的是10%的次氯酸钠溶液以及氢氧化钠溶液，酸洗用的是柠檬酸。根据原设计，在清洗废液的中和过程中，需用亚硫酸氢钠对次氯酸钠进行还原，但在实际运行过程中，发现并不需要使用，因此，实际并没有用到亚硫酸氢钠。膜系统投运后，经过统计，其药耗为0.006元/m3。

经过统计，电耗为0.0689kW˙h/m3（合同签订值0.0715kW˙h/m3），电费按照0.8元/(kW˙h)计算，则电耗为0.056元/m3。膜系统总运行费用为0.062元/m3，其中电耗占90.32%，药耗只占9.68%。可见，膜系统最大的运行费用在电费。

5结语

（1）膜系统长期运行结果表明，膜对有机物和氨氮基本没有去除效果，但是对浊度和微生物具有很好的去除效果，其出水浊度平均在0.02NTU，出水大肠菌群数<1MPN/100mL。

（2）膜系统采用气水联合反洗并结合EFM清洗及CIP清洗，有效地控制了膜污染，系统运行近4年来，跨膜压差、渗透率等主要控制指标均没有明显上升。

（3）膜系统运行中，总运行费用为0.062元/m3，其中电耗占90.32%，药耗只占9.68%。

微信对原文有删减，原文标题：大型饮用水压力式膜处理系统长期运行效果研究；作者：朱建文；刊登在《给水排水》2017年11期。

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